中国原子能科学研究院100 MeV质子单粒子效应辐照装置试验能力研究 被引量：8

1

作者 张付强 郭刚 +1 位作者 刘建成 陈启明 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2101-2105,共5页

为检验中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器(CY CIAE-100)建立的单粒子效应(SEE)辐照装置的试验能力和数据测量的准确性和可靠性,利用欧洲航天局(ESA)研制的SEU监测器进行了校核试验。试验中选取多个不同能量点对SEU监测器进行... 为检验中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器(CY CIAE-100)建立的单粒子效应(SEE)辐照装置的试验能力和数据测量的准确性和可靠性,利用欧洲航天局(ESA)研制的SEU监测器进行了校核试验。试验中选取多个不同能量点对SEU监测器进行辐照获取了相应的单粒子翻转(SEU)截面,同时对束流的均匀性进行了检验。SEU监测器SEU截面测试结果与其在国外其他加速器,如瑞士PSI、比利时LIF等所获得的数据基本一致。校核试验验证了中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器SEE试验能力以及数据测量的准确性。 展开更多

关键词 质子回旋加速器 单粒子效应 SEU监测器 校核试验

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碳化硅结势垒肖特基二极管质子辐照损伤研究 被引量：3

2

作者 刘翠翠 李治明 +4 位作者 韩金华 郭刚 殷倩 张艳文 刘建成 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期42-50,共9页

碳化硅功率器件凭借优异性能被抗辐照应用领域寄予厚望。为探究碳化硅功率器件抗中能质子辐照损伤能力,明确其辐射效应退化机制,对标低地球轨道累积十年等效质子位移损伤注量,针对高性能国产碳化硅结势垒肖特基二极管开展了10 MeV质子... 碳化硅功率器件凭借优异性能被抗辐照应用领域寄予厚望。为探究碳化硅功率器件抗中能质子辐照损伤能力,明确其辐射效应退化机制,对标低地球轨道累积十年等效质子位移损伤注量,针对高性能国产碳化硅结势垒肖特基二极管开展了10 MeV质子室温、无偏压辐照实验。测试了器件辐照前后的正向伏安特性、反向伏安特性、电容特性等电学特性,并通过深能级瞬态谱仪分析了辐照缺陷引入特点。结果显示:器件辐照后正向电性能稳定,较低反向安全电压下漏电流减小,注量增加后击穿电压严重退化;分析认为质子辐照导致势垒高度增加、辐照缺陷增加、载流子浓度降低。碳化硅肖特基功率器件的辐射损伤过程及机理研究,为其中能质子环境应用的评估验证提供了数据支撑。 展开更多

关键词 碳化硅结势垒肖特基二极管 中能质子 辐射效应 电学性能 深能级缺陷

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偏置电压和温度对22 nm FDSOI器件单粒子瞬态的影响研究

3

作者 黄潇枫 李臣明 +4 位作者 王海滨 孙永姝 王亮 郭刚 汪学明 《集成电路与嵌入式系统》 2024年第7期30-36,共7页

针对22 nm FDSOI工艺在辐射环境下的单粒子瞬态问题,基于Sentaurus TCAD仿真工具对22 nm FDSOI NMOS进行建模,仿真研究了22 nm FDSOI NMOS的单粒子瞬态敏感区域,以及不同偏置电压和工作温度对单粒子瞬态的影响机理。仿真结果表明,22 nm ... 针对22 nm FDSOI工艺在辐射环境下的单粒子瞬态问题,基于Sentaurus TCAD仿真工具对22 nm FDSOI NMOS进行建模,仿真研究了22 nm FDSOI NMOS的单粒子瞬态敏感区域,以及不同偏置电压和工作温度对单粒子瞬态的影响机理。仿真结果表明,22 nm FDSOI NMOS的敏感区域为体区和靠近体区的LDD区域;随着偏置电压的升高,漏端总收集电荷逐渐增大,漏端瞬态脉冲电流的脉冲宽度逐渐减小;相较于偏置电压对单粒子瞬态的影响,工作温度对22 nm FDSOI NMOS单粒子瞬态的影响并不明显。 展开更多

关键词 22 nm FDSOI 单粒子瞬态 亚阈值 TCAD

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100 MeV质子降能材料的选择研究

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作者 韩金华 覃英参 +1 位作者 郭刚 张艳文 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1326-1331,共6页

降能器对于提升质子单粒子效应(SEE)地面模拟试验的效率具有重要意义,而降能材料的选择是降能器设计中的首要问题。计算了100 MeV质子在4种常见降能材料铍、石墨、铝、铜中产生的能量岐离、角度岐离、中子本底以及感生放射性等对质子SE... 降能器对于提升质子单粒子效应(SEE)地面模拟试验的效率具有重要意义,而降能材料的选择是降能器设计中的首要问题。计算了100 MeV质子在4种常见降能材料铍、石墨、铝、铜中产生的能量岐离、角度岐离、中子本底以及感生放射性等对质子SEE地面模拟试验有影响的4个方面,其中感生放射性的计算中包含了降能过程在材料中产生的放射性核素种类、活度及残余剂量率。根据以上计算结果,并结合质子SEE地面模拟试验的要求,在降低相同的能量这一情况下,对4种材料作为100 MeV质子降能材料的适用性进行了分析比较,最终选择铝作为100 MeV质子的降能材料,并将应用在中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器的质子SEE地面模拟试验装置的降能器设计中。 展开更多

关键词 降能材料 能量岐离 角度岐离 中子本底 感生放射性

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一种基于40nm CMOS体硅工艺的抗单粒子翻转触发器设计

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作者 王海滨 侍言 +1 位作者 郭刚 韩光洁 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2023年第12期2851-2857,共7页

随着集成电路尺寸的不断减小,触发器受到单粒子打击时,电荷共享效应会使触发器电路的多个节点同时翻转.基于此,提出了一种新的触发器结构,即Rectangle DFF,可以有效过滤输入上的单粒子瞬态、并对三节点翻转免疫.该触发器由时钟晶体管堆... 随着集成电路尺寸的不断减小,触发器受到单粒子打击时,电荷共享效应会使触发器电路的多个节点同时翻转.基于此,提出了一种新的触发器结构,即Rectangle DFF,可以有效过滤输入上的单粒子瞬态、并对三节点翻转免疫.该触发器由时钟晶体管堆栈架构和一个抗三节点翻转的锁存器组成,锁存器部分由12个交叉耦合的反相器和3个二输入的C单元结构组成.通过时钟晶体管堆栈结构可以屏蔽单粒子瞬态,由于3个C单元的输入不会同时翻转,能够有效屏蔽电路中的软错误.在40nm CMOS体硅工艺下的SPECTRE仿真表明,与基准的三模冗余触发器相比,面积开销降低15%,延迟降低44%,功率延迟积降低2%. 展开更多

关键词 触发器设计 单粒子三节点翻转 抗辐照加固 双联锁存储单元

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不同特征尺寸SRAM质子单粒子效应实验研究 被引量：5

6

作者 殷倩 郭刚 +3 位作者 张凤祁 郭红霞 覃英参 孙波波 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1118-1124,共7页

利用中国原子能科学研究院100MeV质子回旋加速器开展了一系列不同特征尺寸双数据速率(DDR)静态随机存储器(SRAM)单粒子效应实验研究.获得了不同能量、不同入射角度下3款SRAM的单粒子翻转(SEU)截面曲线.分析了入射质子能量及角度对不同... 利用中国原子能科学研究院100MeV质子回旋加速器开展了一系列不同特征尺寸双数据速率(DDR)静态随机存储器(SRAM)单粒子效应实验研究.获得了不同能量、不同入射角度下3款SRAM的单粒子翻转(SEU)截面曲线.分析了入射质子能量及角度对不同特征尺寸SRAM的SEU饱和截面的影响和效应规律,并利用蒙特卡罗方法对65nm SRAM SEU特性进行了模拟.研究结果表明:随特征尺寸的减小,SEU饱和截面会出现不同程度的降低,但降低程度会由于多单元翻转(MCU)的增多而变缓;随入射角度的增加,MCU规模及数量的增加导致器件截面增大;3款SRAM所采用的位交错技术并不能有效抑制多位翻转(MBU)的发生. 展开更多

关键词 质子 静态随机存储器 能量 入射角度 多位翻转

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中能质子单粒子效应试验束流分布及次级中子模拟 被引量：2

7

作者 陈启明 郭刚 +4 位作者 韩金华 张付强 张艳文 刘建成 赵树勇 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期37-42,共6页

基于中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器,国内建成了用于微电子器件辐射效应研究的中能质子辐照试验装置。质子从加速器产生到入射器件样品期间,不可避免地会与束流传输线上的设备发生碰撞并产生大量次级中子,同时也使得质子束... 基于中国原子能科学研究院100 MeV质子回旋加速器,国内建成了用于微电子器件辐射效应研究的中能质子辐照试验装置。质子从加速器产生到入射器件样品期间,不可避免地会与束流传输线上的设备发生碰撞并产生大量次级中子,同时也使得质子束流参数发生改变。在开展微电子器件质子单粒子效应实验研究中,质子束流品质会直接影响单粒子效应截面测量的有效性和准确性。为评价质子束流品质,对中能质子辐照试验装置中质子束流传输线进行几何建模,并采用蒙特卡罗方法进行仿真模拟。选取质子入射能量100 MeV,通过降能片实现质子30~90 MeV能量调节,并将结果归一到单个质子入射情况,模拟得到样品辐照平面上质子的能量和注量分布、次级中子的能量和注量分布,以及中子质子比。模拟结果表明:次级中子对质子单粒子效应实验截面的影响很小,可以忽略。质子束的注量率范围、分布均匀性等参数均能够满足质子单粒子效应实验要求,表明该试验装置适合用于开展质子单粒子实验研究。 展开更多

关键词 单粒子效应 质子辐照试验 次级中子

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碳化硅结势垒肖特基二极管的质子辐射效应 被引量：1

8

作者 刘翠翠 郭刚 +7 位作者 李治明 殷倩 张艳文 刘建成 韩金华 张峥 张付强 陈启明 《同位素》 CAS 2022年第6期449-459,I0001,共12页

碳化硅结势垒肖特基二极管(SiC JBS)是新一代航天器电推进系统的关键部件,但高能粒子辐射严重威胁其可靠性与稳定性。为揭示其辐射损伤机理,为其抗辐射加固设计与考核评估储备数据,本研究基于加速器开展了先进商用SiC JBS 10~20 MeV中... 碳化硅结势垒肖特基二极管(SiC JBS)是新一代航天器电推进系统的关键部件,但高能粒子辐射严重威胁其可靠性与稳定性。为揭示其辐射损伤机理,为其抗辐射加固设计与考核评估储备数据,本研究基于加速器开展了先进商用SiC JBS 10~20 MeV中能质子地面辐照实验,并提取器件辐照前后的正向伏安特性、反向伏安特性、电容电压等电学参数及缺陷特性。系统分析器件关键特性随辐照条件的改变规律。结果显示,质子辐照引起了器件肖特基势垒升高、载流子浓度降低,且10 MeV较低能质子导致的位移损伤退化更严重。分析认为,PN结界面缺陷导致高性能商用SiC JBS反向电学性能对中能质子的辐照更加敏感,正向特性相对稳定,辐照生碳缺陷造成载流子去除效应是引起SiC JBS性能退化的主要机制。 展开更多

关键词 碳化硅结势垒肖特基二极管 质子辐射效应 退化规律 效应机理

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不同参数对静态随机存储器总剂量效应的影响 被引量：1

9

作者 张付强 陈启明 +7 位作者 龚艺豪 肖舒颜 张铮 马旭 赵树勇 郑宏超 张健鹏 郭刚 《辐射研究与辐射工艺学报》 CAS CSCD 2023年第6期108-113,共6页

基于中国原子能科学研究院钴源建立的器件总剂量辐照装置试验平台,开展了静态随机存储器(SRAM)的总剂量效应研究。分别研究了器件特征工艺尺寸、累积辐照剂量、辐照剂量率以及温度对器件总剂量效应的影响。研究结果表明:在一定范围内剂... 基于中国原子能科学研究院钴源建立的器件总剂量辐照装置试验平台,开展了静态随机存储器(SRAM)的总剂量效应研究。分别研究了器件特征工艺尺寸、累积辐照剂量、辐照剂量率以及温度对器件总剂量效应的影响。研究结果表明:在一定范围内剂量率对器件的总剂量效应影响不大,器件特征工艺尺寸越大总剂量效应的影响越大,温度越高总剂量效应影响越弱。此外还测量得到了该总剂量辐照实验平台的典型剂量率分布及均匀性。相关结果为宇航、核工业用电子器件抗辐射加固设计提供了一定的参考。 展开更多

关键词 静态随机存储器 总剂量效应 功耗电流 特征尺寸

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质子单粒子效应引发卫星典型轨道下SRAM在轨错误率分析 被引量：2

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作者 张付强 郭刚 +1 位作者 覃英参 陈启明 《航天器环境工程》 2018年第4期365-370,共6页

利用中国原子能科学研究院100 Me V质子回旋加速器(CY CIAE-100)的单粒子效应辐照装置,测量了典型静态随机存储器(SRAM)的质子单粒子翻转截面;利用Space Radiation 7.0软件计算了卫星搭载该器件在典型轨道条件下运行的在轨错误率;同时... 利用中国原子能科学研究院100 Me V质子回旋加速器(CY CIAE-100)的单粒子效应辐照装置,测量了典型静态随机存储器(SRAM)的质子单粒子翻转截面;利用Space Radiation 7.0软件计算了卫星搭载该器件在典型轨道条件下运行的在轨错误率;同时研究了航天器在不同轨道高度、轨道倾角和屏蔽条件下对质子单粒子效应引发的在轨错误率的影响。计算结果表明:航天器运行于地球同步轨道高度及以下时,质子单粒子效应引发的在轨错误率均高于重离子的,最高可相差3个数量级左右。 展开更多

关键词 空间辐射环境 单粒子效应 在轨错误率 轨道参数 回旋加速器

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基于100MeV质子回旋加速器的白光中子束线设计

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作者 麻旭 刘应都 +6 位作者 鲍杰 陈启明 张凯 任杰 阮锡超 郭刚 欧阳晓平 《现代应用物理》 2022年第1期48-55,共8页

利用蒙特卡罗方法,基于100 MeV质子回旋加速器,开展了白光中子束线设计和中子束线参数研究。利用FLUKA程序模拟了100 MeV质子束轰击钨靶产生的中子能谱和注量。结果表明,散裂反应产生的可用中子能量范围为0.1~100 MeV。在此基础上开展... 利用蒙特卡罗方法,基于100 MeV质子回旋加速器,开展了白光中子束线设计和中子束线参数研究。利用FLUKA程序模拟了100 MeV质子束轰击钨靶产生的中子能谱和注量。结果表明,散裂反应产生的可用中子能量范围为0.1~100 MeV。在此基础上开展了中子束线设计,优化设计了0°方向和15°方向2条中子束线,计算得到:0°方向中子束线中0.1~100 MeV中子占比为94.9%,在距靶心16 m处的注量率为5.09×10^(6) cm^(-2)·s^(-1);15°方向中子束线中0.1~100 MeV中子占比为94.5%,在距靶心30 m处的注量率为8.19×10^(5) cm^(-2)·s^(-1);2组准直中子束线的束斑不均匀性均小于10%,中子注量比试验厅内本底高5个量级以上。计算结果表明,2条中子束线的参数均满足实验所提出的要求。模拟计算结果可为白光中子束线的建设和未来的物理实验设计提供数据支持。 展开更多

关键词 质子回旋加速器 白光中子束线 中子束线参数 中子能谱

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基于地基模拟的辐射与微重力双因素空间生物学效应研究 被引量：1

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作者 隋丽 马立秋 +3 位作者 汪越 龚毅豪 王巧娟 刘建成 《科技成果管理与研究》 2023年第1期66-68,共3页

近20年来,我国大力发展载人航天事业并已取得一系列的成功.按照载人航天"三步走"战略规划推进,我国目前已进入空间站建设阶段.空间环境是一个辐射场与微重力等因素并存的复杂环境,研究辐射和微重力复合作用对生物体的影响是... 近20年来,我国大力发展载人航天事业并已取得一系列的成功.按照载人航天"三步走"战略规划推进,我国目前已进入空间站建设阶段.空间环境是一个辐射场与微重力等因素并存的复杂环境,研究辐射和微重力复合作用对生物体的影响是否具有协同效应,有助于加深对空间环境致生物体损伤的认识、评价和预防. 展开更多

关键词 微重力 双因素 战略规划 复合作用 载人航天 辐射场 协同效应 三步走

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